Una scheda di sviluppo embedded Android Open Accessory Application (AOAA)

Il kit Android Open Accessory Application (AOAA) è una piattaforma di sviluppo embedded per la prototipazione di soluzioni hardware personalizzate con il sistema operativo Android di Google. La scheda AOAA Embedded Artists EA-APP-001 è nata in collaborazione con NXP, ed è adatta anche per la sperimentazione di reti CAN, Ethernet e RF. La scheda contiene due microcontrollori NXP: LPC1769 (core Cortex-M3) in package LQFP a 100 pin, con 64 kbyte SRAM interno e 512 KByte di flash interna; e LPC11C24 (core Cortex-M0) in package LQFP a 48 pin, con 8 KByte di SRAM interna, 32 KByte di flash interna e transceiver CAN integrato. I due microcontrollori sono collegati tramite una rete CAN di bordo. 

Introduzione

Android è il sistema operativo più diffuso tra i dispositivi Mobile (al seguente link una panoramica di articoli su Android), il kit embedded Android Open Accessory (AOA) è un nuovo framework per rafforzare ulteriormente la progettazione mobile, come un’implementazione di riferimento per i produttori di hardware da utilizzare come punto di partenza per il design di accessori con il sistema operativo Android. Il quadro comprende il protocollo per lo sviluppo di accessori e una soluzione hardware e software di riferimento.  Gli accessori Android possono rappresentare stazioni di docking audio, attrezzi per il fitness, dispositivi di test medici personali, stazioni meteorologiche, o qualsiasi altro dispositivo hardware esterno che aggiunge funzionalità ad Android.  Il kit AOAA è molto più di una piattaforma per la prototipazione e lo sviluppo di applicazioni Android Open Accessory di base. L'hardware ha un design Network centralizzato per la creazione di reti sia cablate che wireless. Con tutto questo siamo in grado di progettare accessori elettronici come add-on per OEM Android, sfruttando le potenzialità del sistema operativo per le varie interfacce. Nello stesso tempo, possiamo implementare e progettare al meglio un sistema mobile Android che sfrutti le nostre risorse hardware.

Caratteristiche

La scheda è stata sviluppata dalla Embedded Artists in stretta collaborazione con NXP. Contiene due microcontrollori: LPC1769 (core Cortex-M3) e LPC11C24 (core Cortex-M0) collegati tramite rete CAN. Alcune caratteristiche sono riportate di seguito:

AOAA Board (LPC1769 side):

  • Processore: NXP Cortex-M3 LPC1769 microcontroller in 100-LQFP package;
  • Program Flash: 512 kB;
  • Data Memory: 64 kB;
  • USB Host interface per la connessione Android;
  • USB Device interface;
  • Interfacce di comunicazione:
    • 100/10M Ethernet interface based on SMSC LAN8720 Ethernet PHY;
    • CAN interface;
    • Pads per NXP/Jennic RF module;
    • Socket per Digi™ XBee RF module;
    • Serial Expansion Connector, 14-pos connector con pin UART/I2C/SPI/GPIO;
  • Clock Crystal: 12.000 MHz;
  • Dimensioni:  135x100 mm.

CAN Node (LPC11C24 side):

  • Processore:  NXP Cortex-M0 LPC11C24 microcontroller in 48-LQFP package;
  • Program Flash: 32 kB;
  • Data Memory: 8 kB;
  • CAN interface:
  • Clock Crystal: 12.000 MHz;
  • Dimensioni:  69 x 23 mm;
  • Power:
    • Powered via CAN interface (+5V);
    • On-board +3.3V powering
  • Altre caratteristiche:
    • RGB-LED;
    • LED PIO0_7 (compatibile con LPCXpresso LPC11C24 board design);
    • Push-button wakeup pin (PIO1_4);
    • LM75 temperature sensor on I2C;
    • ISL29003 light sensor on I2C

L'immagine di figura 1 mostra la configurazione di base della scheda AOAA. Il dispositivo Android è collegato all'interfaccia USB Host della scheda utilizzando il normale cavo di ricarica USB (fornito con il dispositivo Android).

Figura 1: Board setup

Figura 1: il setup della scheda di sviluppo

Il caricabatterie del dispositivo Android è utilizzato per alimentare la scheda AOAA. Il cavo USB tra il caricatore USB e la scheda AOAA è incluso in questo kit. È possibile alimentare la scheda anche tramite un alimentatore esterno +5 VDC, 1A. La board AOAA contiene un chip bridge USB-to-UART (FT232R da FTDI) che collega il canale UART #0 sul MCU LPC1769 ad una porta COM virtuale sul PC / laptop (tramite USB). Questo canale UART viene generalmente utilizzato come canale di console per le applicazioni.

Un impianto industriale con una rete di sensori per il monitoraggio potrebbe rappresentare un classico esempio applicativo della scheda AOAA. Il controllore centrale è connesso a Internet e può inviare dati diagnostici a un servizio centrale dove è prevista la manutenzione. Un tecnico può ad esempio ricevere un messaggio sulla prossima manutenzione da eseguire, o procedere ad una corretta pianificazione della stessa. Quando un tecnico arriva presso lo stabilimento industriale, un dispositivo Android è collegato ad uno di controllo centrale. Per motivi di sicurezza, solo alcune operazioni sono consentite in loco, ovvero quando è collegato il dispositivo Android: un esempio è il classico aggiornamento del firmware. Il controllore centrale funziona normalmente in modalità M2M (comunicazione machine to machine), ma agisce anche come interfaccia utente al sistema. La rete può essere di qualsiasi tipo: reti CAN sono comuni negli impianti industriali grazie alla propria robustezza; le reti wireless, invece, sono comuni anche quando il cablaggio dei costi e la flessibilità rappresentano dei seri problemi (figura 2 e 3). Lo schema a blocchi di Figura 4 fornisce una rapida panoramica della scheda con i componenti principali. Il centro del progetto è il MCU LPC1769 da NXP. C'è una interfaccia host USB al dispositivo Android, così come molte altre interfacce di comunicazione.

Figura 2: Le interfacce della scheda

Figura 2: Le interfacce della scheda

 

Figura 3: Esempio applicativo della board AOAA

Figura 3: Esempio applicativo della board AOAA

 

Figura 4: Schema a blocchi della scheda kit

Figura 4: Schema a blocchi della scheda kit AOAA Embedded Artists

Esistono differenti tipi di moduli radio per varie soluzioni che garantiscono la flessibilità nel creare diversi nodi; per esempio la rete ZigBee, Wi-Fi (IEEE802.11abgn), 6LoWPAN e una rete proprietaria basata su IEEE 802.15.4. La topologia di rete può essere punto-multipunto o maglia, a seconda di come i moduli radio utilizzati vengono programmati.

Conclusioni e considerazioni

La scheda AOAA non è pre-caricata con applicazioni demo che sono messe a disposizione per il download dalla pagina di Embedded Artists.  Le tre applicazioni demo sono le seguenti: controllare e monitorare AOAA (lato LPC1769) da un dispositivo Android; rilevare i nodi CAN che possono essere controllati e monitorati dal dispositivo Android; rilevare i nodi di una rete XBee. Le applicazioni demo includono pacchetti software ben noti come: FreeRTOS, lwIP v1.4.0, modulo FatFs, nxpUSBlib.

LA SCHEDA DI SVILUPPO EMBEDDED ARTISTS EA-APP-001 ANDROID OPEN ACCESSORY APPLICATION E' DISPONIBILE A CATALOGO CONRAD CON SPEDIZIONI 24H

 

 

Una risposta

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 17 dicembre 2016

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